Углеводы

Углеводы (в биологии)

Углево́ды (сахара́), группа органических соединений, химическая структура которых часто отвечает общей формуле Cm(H2O)n, а также их производные (в том числе полимерные), выделяемые из природных источников или получаемые при химической модификации природных углеводов путём , или введения различных заместителей. В природе углеводы образуются зелёными из неорганических предшественников ( и ) в процессе , присутствуют во всех организмах и по массе превосходят другие органические соединения в .

Историческая справка

Термин предложен в середине 19 в. для природных соединений, состав которых соответствовал формуле « + вода», например, – C6(H2O)6, – [C6(H2O)5]n. Позднее были выявлены соединения, принадлежащие по своим свойствам к углеводам, но содержащие углерод и водород в других пропорциях (например, C5H10O4 – дезоксирибоза); в некоторых из них присутствуют атомы , или .

Классификация углеводов

Среди углеводов выделяют , и . Моносахариды обычно представляют собой полигидроксиальдегиды () или полигидроксикетоны (), содержащие неразветвлённые цепочки из 3–9 атомов углерода, каждый из которых (кроме углерода в ) связан с гидроксильной группой -ОН. Изомерные моносахариды различаются пространственным расположением гидроксильных групп (конфигурациями асимметрических атомов углерода). Внутримолекулярное присоединение одного из гидроксилов к карбонильной группе приводит к с образованием нового , несущего специфичную для углеводов функциональную группу (гликозидный гидроксил). Замещение гликозидного гидроксила на остатки , и приводит к образованию обширного класса природных О-, N- и S-. N-гликозидными связями соединены остатки моносахаридов и азотистых оснований в молекулах .

В олиго- и полисахаридах моносахаридные остатки соединены О-гликозидными связями. Олигосахариды состоят из 2–20 остатков моносахаридов, встречаются в свободном виде, но чаще в виде боковых цепей присоединены к () или ().

Полисахариды (полимерные углеводы) представляют собой длинные линейные или разветвлённые цепи, образованные из сотен или тысяч остатков молекул моносахаридов.

Биологическая роль углеводов

, , запасаются как энергетический резерв; освобождение энергии происходит в результате их до моносахаридов и расщепления в ходе , с последующим окислением. В виде гликозидов в тканях осуществляется транспорт различных .

Полисахариды и более сложные полимеры, содержащие остатки углеводов, выполняют в организмах опорные функции. Обеспечивают жёсткость (, ), (), и наружных покровов (). В организме других животных опорные функции выполняют (углеводная часть молекул представлена сульфатированными ), ответственные за специфические свойства , , , .

полисахариды способствуют поддержанию водного баланса клеток. Углеводные цепи гликолипидов и гликопротеинов играют важную роль в образовании специфических клеточных поверхностей и , обеспечивают избирательность , взаимодействие клеток в ходе , «узнавания» при тканевой и отторжения чужеродной ткани и т. д.

Углеводы применяют в пищевой (сахароза, крахмал, пектины и др.), целлюлозно-бумажной, текстильной, химической промышленности (целлюлоза и её производные), в (глюкоза, , , включающие в себя углеводные остатки, и др.).

  • Углеводы (раздел)
  • Виды углеводов
  • Простые
  • Сложные